桥梁加固的新技术新方法

白 海 斌

(山西省交通建设工程监理总公司，山西 太原 030012)

0 引言

进行桥梁加固能够有效提升桥梁载重能力、抗弯能力等多方面能力，能够有效延长桥梁的使用寿命。相对于重修等其他措施，方法简单、成本较低，且适应性强。根据实际情况选择科学的加固方案有利于提升桥梁质量。

1 桥梁加固改造的技术途径以及设计原理

桥梁加固有一些基本的技术方法，能通过一定的设计原理发挥其作用。

1.1 主要技术途径

可以通过桥梁加固来对桥梁构件进行补强，从而加强桥梁承载性能[1]。也可以通过加固来对桥梁进行结构性改善，以提高桥梁总体承载力，延长桥梁的使用年限。现代生活对于交通的需求量大，对于桥梁运输也有较高的要求。为了提升桥梁承载的综合能力，可以加强其中薄弱构件，补齐桥梁中的短板；可以增加一些辅助性的构件，对主要承载物起到帮助作用；可以改变桥梁整体结构体系，从结构上提升桥梁的承载力。

1.2 加固方案确定原则

在桥梁加固正式实施之前需要先拟定出一定的桥梁加固方案，方案需要满足一些基本原则。比如加固过程中的投资和材料耗费应该比重建的需求量要少，这样才能够体现桥梁加固在成本节约方面的优势[2]；桥梁在经过加固后，其各方面性能应该得到提升并且能够达到可使用标准。这是对于桥梁加固的硬性要求，也是进行加固的最终目的。

2 桥梁加固的新技术新方法

在桥梁加固的实践中一直在进行新技术和新方法的探索。

2.1 加大截面的加固法

该方法使用配筋和混凝土等原料对桥梁的横截面结构物进行加强，通过增加桥梁厚度来增加桥梁的承重力。通常使用该方法来加宽大主梁的梁肋宽。该方法对桥梁下部的承重能力有一定要求，需要桥梁下部能够承受除去自身重量外更多的重量，以免因为底部承受能力有限在加固之后反而导致桥梁稳定性下降。

2.2 预应力加固法

该方法是使用铜拉杆对桥梁进行加固，该铜拉杆需要外加预应力。使用该方法能减少加固对桥梁空间的占有量。对于需要提高承载力和刚度的桥梁有很强的适应性。也适用于需要提升抗裂性的桥梁。该预应力拉杆以梁身为锚固体，能有效提高其稳定性，主要应用于受弯构件，能够有效利用桥梁本身的预应力对桥梁上的受拉区施加张拉力，并且能够通过这一力度抵消掉结构自重，能够为桥梁减少负重，能够有效减少桥梁在使用过程中荷载下的应力，提升桥梁实际荷载重量，进而减少由于应力过大产生的桥梁裂缝，预防和减轻已有裂缝继续增宽。能够减少桥梁遭受的损坏，延长桥梁的使用年限[3]。该方法中预应力撑杆主要用于桥梁下部，以增加其轴心受压墩的承压能力。但一般桥梁建筑极少出现这样的问题，因此极少使用该方法。

2.3 外部粘钢加固法

该方法是使用粘结剂将加固材料直接粘在桥梁构件表面，一般多使用钢板作为加固材料。该方法能够使钢板和构件形成完整的整体，共同提升承载力、增加整体刚度。但由于该方法使用化学粘结剂，对于一些化学性桥面破坏的抗性较差。需要注意桥面情况，根据具体条件选择是否使用该方法。

2.4 粘贴FRP加固法

该方法类似于上一种加固方法，但是加固材料的选择不同[4]。该方法使用高强度或高弹性产品作为加固材料，一般使用纤维复合材料，在各方面都有更好的性能。对该材料使用粘贴树脂贴于构件表面，或者使用浸渍树脂来进行粘贴，能够使该材料与桥梁混凝土面紧密贴合。与上一种加固方法相同，该方法的目的也是使加固材料与桥梁构件结合成同一个受力整体。

该加固材料具有良好的性能，已经广泛应用于桥梁加固实践中。该材料具体分为很多种类，其中碳纤维材料使用面最广。

碳纤维布在具体使用过程中因为纤维方向的不同而有不同的应用方向。该材料具有强度重量比高、抗疲劳性能强等特点，集合了多种加固材料的优势。

根据被加固桥梁机构所处环境的不同，可以选择不同的防护材料进行加固。对于相同的加固方法还可以辅之以不同的细节处理，比如，对于桥梁使用碳纤维布粘贴的方法进行加固以后，还可以根据实际情况使用裂缝灌浆等方法对细节部位作补充。

比起其他几种加固方法，碳纤维布粘贴加固法具有明显的优势。该材料可设计性更强，相比起使用钢板进行粘贴，该材料更方便剪裁尺寸以及根据需要进行更贴合的设计；该加固法基本不改变原建筑的外观，更能贴合原建筑，同时，对于原建筑的结构不会造成损害。可以用于古建筑的修整以及对于富有设计感、审美性的桥梁进行加固，能最大限度保留原建筑的外观，维持其原有美感；该材料质地轻便，便于运输、储存，对于远程施工以及工期较长的施工有更强的适应性，能够降低保存成本，减少不必要的损失。由于该材料的耐腐蚀等优越性能，还能够减少后期维护所需的人力和材料成本；该材料化学结构稳定，在特殊环境下也不易腐蚀，更加耐疲劳。这一点大大的增强了该材料的适应性，使该材料可以被广泛应用于多种环境。

但在该材料的具体使用过程中应该详细考察桥梁情况，根据材料特性合理安排布局，充分利用材料的纤维方向来增强粘贴效果。还应考虑到粘贴面所需要的连接尺寸以及具体的粘贴形状，最大限度发挥该材料的优越性。另外，对于该材料的施工过程应该严格按照相关规定进行，以免影响最终加固效果。

3 应用实例

笔者找到一个具体实例，某一建造于20世纪60年代的桥梁上部分构造的钢筋混凝土部分为工字梁，整体无横梁，该桥梁的下部构造为传统的双柱式桥台，底部构造较为坚固。

该桥梁附有相关设计图纸，设计荷载为汽—13，荷载能力较低。对于目前使用量以及车流量明显承载力不足。

3.1 加固前病害调查

在进行正式加固前需要对桥梁使用情况以及损毁情况进行实地探查，对以前加固情况也应该进行相应的调查。详细了解其损毁原因和损毁程度，为后期加固图纸的设计提供基础数据。

通过此次勘察，发现桥梁主梁以及桥墩等多处有裂缝。

3.2 具体损毁情况

由于最初施工情况较差，主梁发现裂缝有46条，最宽裂缝达3.5 mm，裂缝分布在主梁各处，分为不同方向，严重影响桥梁承重力。

微弯板同样施工质量差，锈蚀情况严重。支座附近有压碎现象。

3.3 加固设计

通过对以上情况的分析，决定使用CYMAXL300-C碳纤维片作为加固材料，其设计厚度为0.167 mm，抗拉强度标准值为4 108 MPa。在设计过程中需要考虑通过适当剪裁来提升该材料的贴合性，更适用于主梁损毁面。

3.4 加固要点

1)裂缝处理。

对于不同宽度的裂缝使用不同方法。使用表面涂抹法来修复较窄裂缝，使用化学灌浆法来修复较宽裂缝。

2)支座更换。

要更换桥梁支座需要先将孔梁一端顶起，此次加固根据桥身重量通过计算确定需要使用6个液压千斤顶来支撑孔梁一端[5]。在去掉锈蚀支座后清理梁底面。最后将新支座垫在承垫石上。

4 结语

桥梁加固对于提高桥梁承载力、延长桥梁使用寿命有重要作用。可以通过多种新技术新方法对不同类型的桥梁破损进行加固。但对于以上技术的运用还需要具体探查和讨论桥梁损坏和开裂的原因，并且需要了解此类问题解决的以往经验，综合各方面因素决定最终需要使用的加固方法，最大限度发挥加固的作用。

[1] 杜阳阳.公路桥梁加固补强新技术研究[J].交通世界(建养·机械),2013(9):200-201.

[2] 何 芳,胡晓惠.浅析公路桥梁加固新技术的应用[J].科技创新导报,2012(11):123.

[3] 石维城.公路桥梁加固中的新技术探讨[J].交通世界(建养·机械),2011(9):205-206.

[4] 许尚江,袁志英.碳纤维加固桥梁新技术[J].筑路机械与施工机械化,2003(5):4，30-31.

[5] 肖贤德,王福敏,连启滨.桥梁加固改建新方法及其试验研究[J].公路交通技术,2003(2):30-35.